Клеточная теория – что это такое?

клетка теория представляет собой предложенный и широко принятый взгляд на то, как функционирует большая часть жизни на Земле. Согласно теории, все организмы состоят из клеток. Группы клеток создают ткани, органы и организмы. Кроме того, клетки могут возникнуть только из других клеток. Это основные участники теории клеток.

До изобретения современных микроскопов микроорганизмы были неизвестны, и предполагалось, что индивидуумы являются основными единицами жизни. Однако в 1800-х годах этот вид стал меняться благодаря микроскопу.

Микроскопы позволили ранним ученым увидеть и постулировать о клетках, которые они могли видеть. Даже с помощью микроскопа не всегда возможно увидеть точное функционирование клетки.

Ученые сформулировали общую теорию работы клеток, которая очень проста.

Эта теория вращается вокруг того факта, что независимо от того, какой тип организм мы видим под микроскопом, что организмы четко разделены на несколько различных клеток. Некоторые клетки очень большие, такие как яйцо лягушки.

Другие клетки, такие как некоторые бактериальные клетки, настолько малы, что их едва можно увидеть с помощью обычного светового микроскопа.

Вирусы которые могут или не могут быть живыми, являются единственными формами воспроизводства ДНК или РНК, которые не всегда содержатся в клетке.

Клеточная теория имеет три основные гипотезы:

  • Во-первых, все организмы состоят из клеток.
  • Во-вторых, клетки являются фундаментальными строительными блоками, используемыми для создания тканей, органов и целых организмов.
  • Третья и, возможно, самая важная часть теории заключается в том, что клетки могут возникать только из других клеток.

Таким образом, все организмы начинаются как отдельные клетки. Эти клетки растут, делятся через митоз и развиваться в многоклеточные организмы.

Митоз это форма деление клеток что производит идентичные клетки, Эти клетки могут затем дифференцироваться при получении разных сигналов для производства разных типов тканей и органов. Это то, как большие и сложные организмы сделаны.

Одноклеточные организмы также делятся, но когда они делятся, клетки разделяются на двух новых особей. Это известно как бесполое размножение, Для получения дополнительной информации см. Нашу статью о Три части теории клеток.

Одноклеточные организмы являются отличным способом изучения теории клеток.

С современными микроскопами процессы, лежащие в основе клеточной теории, могут легко быть просмотренным и изученным, Отличный пример наблюдения теории клеток в действии можно получить, поместив под микроскопом каплю прудовой воды. Ниже приведена фотография двух организмов эвглены, которые можно увидеть сразу после размножения.

Клеточная теория - что это такое?

Клетки были впервые обнаружены в растениях. Растения, в отличие от других примеров в этой статье, имеют большие структуры, называемые клеточные стенки, которые позволяют растение оставаться жестким.

Эти клеточные стенки хорошо видны, даже с первым микроскопом, изобретенным в 1665 году. Роберт Гук, человек, который впервые идентифицировал клетки, сделал это с помощью простого микроскопа, нацеленного на тонкий кусочек пробки.

Он нарисовал то, что увидел, и опубликовал это в книге о микроскопии. Ниже изображение из книги:

Клеточная теория - что это такое?

В 1839 году ученый Теодор Шванн представил доказательства того, что животные, как и растения, также в основном состоят из различных типов клеток.

Современные методы микроскопии позволяют ученым гораздо более всестороннее и точное представление о клетках по сравнению с ранними учеными. Ниже приведена сканирующая электронная микрофотография красного кровь клетки.

Это отчетливо показывает, как наши красные кровяные клетки являются отдельными, функциональными единицами человеческого организма.

Клеточная теория - что это такое?

Клетки являются основными строительными блоками всей жизни на Земле.

Это верно для грибы, единственный царство еще не охвачено На самом деле, грибы являются своего рода промежуточным звеном между растениями и животными.

В то время как им не хватает хлоропластов растений, собирающих солнце, они имеют клеточные стенки. Однако есть одна форма жизни, которая не строго придерживается теории клеток.

Вирусы представляют собой небольшие частицы ДНК или РНК, окруженные защитным белковым покрытием. Многие ученые не считают вирусы живым организмом, и поэтому вполне нормально, что они не соответствуют типичной теории клеток.

Другие ученые считают их живыми, но предполагают, что они являются исключением из теории клеток. Чтобы вирусы размножались, они должны заразить клетку-хозяина.

Только с помощью механизма клетки-хозяина можно вирус повторить его генетический код и белки, необходимые для создания новых вирусных частиц.

Помимо Роберта Гука и Теодора Шванна, ряд ученых внесли значительный вклад в теорию клеток. Фактически, клеточная теория росла и изменялась с тех пор, как наблюдались первые клетки, и было разработано много фантастических экспериментов, чтобы показать различные части клеточной теории. Смотрите нашу статью о Хронология теории клеток больше об этих событиях.

Клеточная теория: развитие и положения

  • История
  • Основные положения теории Шванна и Шлейдена
  • Вклад Вирхова в развитие теории
  • Современная теория
  • Видео
  • В наше время ни для кого не секрет, что вся живая материя состоит из клеток, имеющих в свою очередь интересное и сложное строение. Но в прошлом открытие этого факта имело большое научное значение для развития биологии, и учение о клеточном строении органики вошло в историю под названием «клеточная теория».

    История

    Открытие клеточной теории берет свое начало в далеком 1655 году, когда английский ученый Р. Гук на основе своих многочисленных наблюдений за живой материей впервые предложил термин «клетка». Сделал он это в своем знаменитом научном труде «Микрография», который впоследствии вдохновил другого талантливого ученого из Голландии Левенгука на изобретение первого микроскопа.

    Появление микроскопа и практическое наблюдение через него подтвердило идеи Гука, и клеточная теория получила дальнейшее развитие.

    И вот уже в 1670-е годы итальянский врач Мальпиги и английский натуралист Дрю описывают различные формы клеток у растений.

    В то же время сам изобретатель микроскопа Левенгук наблюдает мир одноклеточных организмов – бактерий, инфузорий, амеб. Будучи человеком творческим Левенгук первым изображает их на своих рисунках.

    Клеточная теория - что это такое?

    Так выглядели его рисунки.

    Тем не менее, ученые XVII века представляли клетки в качестве пустот в непрерывной массе растительных тканей, о внутреннем строении клетки еще ничего не было известно. Не было значительного прогресса в этом направлении и в следующем XVIII веке. Хотя в это время стоит отметить труды немецкого ученого Фридриха Вольфа, который пытался сравнивать развитие клеток у растений и животных.

    Первые попытки проникнуть во внутренний мир клетки были предприняты уже в XIХ веке, чему способствовало появление улучшенных микроскопов, в том числе наличие у последних ахроматических линз.

    Так ученые Линк и Молднхоуэр обнаруживают в клетках наличие самостоятельных стенок, то, что позже станет известно как мембрана.

    А в 1830 году английский ботаник Роберт Броун впервые описывает ядро клетки, как важную ее составную часть.

    Во второй половине XVII века учение о клеточной теории и строении клетки оказывается в центре внимания всех ученых-биологов, и даже выделяется в отдельную под науку – цитологию.

    Основные положения теории Шванна и Шлейдена

    Большой вклад в развитие клеточной теории на этом этапе был сделан немецкими учеными Т. Шванном и М. Шлейденом, которые в частности сформулировали основные постулаты клеточной теории, вот они:

    • Все без исключения организмы состоят из маленьких одинаковых частей – клеток, которые растут и развиваются по одним и тем же законам.
    • Общий принцип развития элементарных частей организма – клеткообразование.
    • Каждая клетка представляет собой сложный биологический механизм и является своего рода отдельным индивидом. Совокупность же клеток образует ткани.
    • В клетках происходят разные процессы, такие как возникновение новых клеток, увеличение клеток в размерах, утолщение их стенок и так далее.

    Пожалуй, тут заключена основная суть клеточной теории.

    Вклад Вирхова в развитие теории

    Правда, Шванн и Шлейден ошибочно полагали, что клетки образуются из некого «неклеточного вещества». Эта идея впоследствии была опровергнута другим известным немецким биологом Р.

    Вирховым, который доказал, что «всякая клетка может происходить исключительно из другой клетки», подобно тому как растение может происходить только от другого растения, и животное только от другого животного.

    Это положение стало также одним из важных частей клеточной теории.

    Современная теория

    Идеи Шванна, Шлейдена, Вирхова и других создателей и авторов этой теории, хотя и были передовыми и революционными как для своего времени, тем не менее, сейчас им уже почти два века, и с тех пор развитие науки в этом направлении продвинулось еще дальше. О чем же нам говорят основные положения современной клеточной теории? Вот о чем:

    • Клеточная структура является, хотя и главной, но не единственной формой существования жизни. Так как помимо клеток есть еще и вирусы (открытые русским ученым Дмитрием Ивановским в 1892 году), которые, по сути, клетками не являются, но только свои свойства могут проявлять внутри клеток, проникая в них аки паразит.
    • Существует два типа клеток: прокариотические, не имеющие ограниченного мембранами ядра и эукариотические, имеющие ядро, мембрану, все как положено порядочной клетке. К эукариотическим клеткам относятся клетки растений и животных, к клетками прокариотическим – клетки бактерий и архебактерий. Таким образом, клетки растений и животных представляют собой условно биологические системы более высокого уровня организации, чем клетки бактерий.
    • Клеточная теория прошлого рассматривала живой организм как некую суму клеток, чем игнорировалась целостность организма. Современная клеточная теория рассматривает эту сумму через призму целостности организма.
    • Также догматическая клеточная теория прошлого игнорировала особенности неклеточных структур в организме, и даже порой признавала их неживыми. На самом же деле в организме помимо собственно клеток есть многоядерные надклеточные структуры (синцитин, симпласты), безядерное межклеточное вещество, обладающее к тому же способностями к метаболизму. Современная клеточная теория занимается активным изучением этих элементов, так удалось выяснить, что синцитин и симпласты являются продуктом слияния клеток, а внеклеточное вещество образовалось в результате секреции клеток.
    Читайте также:  Уровни организации жизни, биология

    И вполне возможно, что в будущем клеточная теория получит еще большее развитие, учеными биологами будут найдены новые не известные ранее складовые части клетки, будут открыты новые механизмы ее работы, ведь клетка хранит в себе еще немало тайн и загадок.

    А наиболее интересная загадка, которую хранит в себе клетка – это проблема ее старения (и впоследствии умирания), и если ученым удастся ее решить, хотя бы частично, как знать, насколько смогла бы увеличиться продолжительность человеческой жизни, но это уже тема для другой статьи.

    Видео

    В завершение по традиции вашему вниманию образовательное видео по теме нашей статьи.

    Клеточная теория - что это такое?

    При написании статьи старался сделать ее максимально интересной, полезной и качественной. Буду благодарен за любую обратную связь и конструктивную критику в виде комментариев к статье. Также Ваше пожелание/вопрос/предложение можете написать на мою почту pavelchaika1983@gmail.com или в Фейсбук, с уважением автор.

    Современная клеточная теория, ее основные положения

    Авторами первой клеточной теории являются зарубежные ученые Шванн Т. и Шлейден М. (1838 г.–1839 г.). В 1855 г. данная теория была дополнена работами Р. Вирхова.

    Клеточная теория - что это такое?

    5 положений современной клеточной теории

    Основные положения современной клеточной теории:

    1. Клетка — основная структурная единица строения, функционирования и развития всех живых организмов, способная к самовоспроизведению и саморегуляции. 
    2. Клетки всех одноклеточных и многоклеточных организмов сходны по своему строению, химическому составу, основным процессам жизнедеятельности и обмену веществ. 
    3. Размножение клеток происходит путем их деления, каждая новая клетка образуется в результате деления исходной (материнской) клетки.
    4. В сложных многоклеточных организмах клетки специализированы по выполняемым ими функциям и образуют ткани; из тканей состоят органы, которые тесно взаимосвязаны и подчинены нервной и гуморальной регуляциям.
    5. Клеточное строение организмов — доказательство единства происхождения всего живого

    Создание клеточной теории привело к определению клетки, как элементарной структуре живых систем с сопутствующими признакам и свойствами. С возникновением клеточной теории стали появляться гипотезы о происхождении живых тел.

    Развитие знаний о клетке

    С появление микроскопа ученые получили возможность для пристального изучения живых клеток. Так, в 1665 г. Р. Гуком на срезе пробки было обнаружены маленькие ячейки, названные им клетками. Позднее такие образования внутри растений обнаружили Н. Грю и М. Мальпиги.

    Позднее не имевшим специального образования голландским торговцем А. Левенгуком был создан самодельный микроскоп с увеличением в 270 раз. Ему удалось разглядеть:

    • хлоропласты;
    • ядро;
    • утолщения клеточных оболочек.

    Увиденное в микроскоп А. Левенгук всегда описывал и аккуратно зарисовывал, без приведения соответствующих объяснений. Так, ему удалось разглядеть бактериальные клетки и одноклеточные организмы. 

    Львиная доля открытий компонентов клетки выпала на первую половину XIX в.:

    • открытие пор и клеточного сока (Г. Моль);
    • выделение ядра (Броун Р.);
    • введение термина «протоплазма» (Я. Пуркинье);
    • единое происхождение всех клеточных структур (Шлейден М.). 

    Исследования русского ученого-эмбриологаКарла Бэра(1827 г.) приводят к обнаружению яйцеклеток у млекопитающих животных и человека. Данное открытие «сломало» господствующее тогда утверждение о развитии организмов только из гамет мужского типа.

    Работы Карла Бэра доказали процесс формирования многоклеточных тел из оплодотворенных яйцеклеток.

    Сравнение им зародышей разных организмов на ранних этапах развития доказало сходство их организации и дало толчок к мысли о единстве появления всего живого на Земле. 

    К 1850-у году в биологической науке было сформировано большое количество открытий, связанных с клеткой. Привести их в систему помогли работы немецкого зоолога Шванна Т. и М. Шлейдена. Они создали первую клеточную теорию, объясняющую многие процессы внутри живых тел. 

    Исследования патологоанатома и врача из Германии – Рудольфа Вирхова дополнили созданную ранее Шванном Т. и М. Шлейденом клеточную теорию. Вирхов Р. указал на возникновения новых клеток путем деления исходных (материнских) структур. Таким образом, он доказал возникновение «клетки от клетки» и «живого от живого».

    После создания основных положений теории о структурно-функциональной единице живого (клетке) были сделаны и другие открытия, касающиеся происходящих в ней процессов. Так, усовершенствование к концу XIX в.

    микроскопа дало толчок для уточнения состава клетки с проведением описания имеющихся органоидов. Органоидами стали именовать клеточные компоненты постоянного строения, которые выполняют разные функции.

     

    Позднее был изучен процесс деления, происходящий в процессе митоза либо мейоза. Данные процессы стали основой способов воспроизведения клеточных структур и получили статус «передатчиков» наследственной информации.

    С использованием современных физико-химических методик детальнее были изучены процессы передачи и хранения наследственных признаков. Также тщательнее были обследованы тончайшие детали всех клеточных компонентов постоянного и переменного состава.

    Таким образом, было выделено особое биологическое направление — «цитология», занимающееся изучением структуры и жизнедеятельности клеток живых организмов.

    Дата Событие
    Около 1590 г. З. Янсен изобрел микроскоп
    1665 г. Р. Гук описал биологические исследования, проведения с использованием микроскопа. Применил термин «клетка»
    1680 г. А. ван Левенгук открыл одноклеточные организмы и эритроциты; описал бактерии, грибы, простейших.
    1826 г. К. Бэр открыл яйцеклетки птиц и животных.
    1831-1839 гг. Р. Броун описал ядро в клетке.
    1838-1839 гг. М. Шлейдер и Т. Шванн обобщили знания о клетке и сформулировали клеточную теорию: «Клетка — единица структуры и функции в живых организмах».
    1855 г. Р. Вихров дополнил теорию: «Клетка — единица структуры и функции живых организмов».
    1877-1900 гг. Усовершенствование микроскопа и методов фиксации и окрашивания. Цитология приобретает эксперементальных характер.
    1931 г. Э. Руске и М. Кноль сконструировали электронный микроскоп.
    1946 г. Начало широкого использования электронного микроскопа в цитологии.

    Клеточное строение организмов

    Клеточное строение организмов — основа единства органического мира, доказательство родства живой природы

    Как уже было отмечено ранее, бактериям, грибам, растениям и животным свойственно наличие клеток разной формы и специализации. Вирусные частицы также не могут жить без живых клеток, так как там происходят процессы их размножения, хотя сами они являются неклеточными формами жизни.

    В полноценной живой клетке постоянно происходят следующие процессы:

    • раздражение;
    • развитие;
    • рост;
    • метаболизм (обмен веществ);
    • гомеостаз (саморегуляция) — способность открытой системы сохранять постоянство своего внутреннего состояния посредством скоординированных реакций, направленных на поддержание равновесия;  
    • способность к воспроизведению себе подобных. 

    Наличие совокупности данных признаков отличает живые организмы от неживых тел. Кроме этого, внутри живых клеточных структур хранятся, а при размножении передаются наследственные признаки, заключенные в генах.

    При половом размножении наследственные признаки комбинируются, что приводит к формированию новых генетических наборов и появляются новые признаки у организмов.

    Таким образом происходит жизнедеятельность живых организмов.

    В природе существует великое множество живых клеток, которые различаются строением, формами и специализацией, но для всех их характерно наличие:

    • наследственного аппарата;
    • плазматической мембраны;
    • цитоплазмы.

    Возникновению современных клеточных структур сопутствовал длительный эволюционный процесс, происходящий в биосфере. Он делился на:

    • химическую;
    • биологическую;
    • биохимическую эволюции.

    Образование многоклеточных форм жизни не является банальным суммированием клеток, а выступает результатом сложных эволюционных преобразований, происходящих с сохранением присущих живому признаков.

    Таким образом организмы приобретали новые свойства и функции. В результате менялось их строение и образ жизни.

    Происходящие эволюционные преобразования привели к появлению новых видов и указали на общность происхождения всего живого — единого предка.

    Полноценное существование живых организмов возможно лишь тогда, когда входящие в его состав клетки будут выполнять присущие им функции. Простое сложение клеток друг с другом не приведет к созданию целостного организма, так как полноценно функционировать он не сможет. Так, было открыто единство целостного и дискретного составляющего. 

    Увеличение скорости метаболизма достигается ростом количества маленьких клеток у многоклеточных тел. При нарушении функций одной клетки (ее гибель) происходит восстановление ее деятельности вследствие воспроизведения клеточных структур.

    Без клеток гены существовать не могут, а значит. невозможно хранить и передавать наследственную информацию.

    Аналогично и с энергией, которая также не сможет аккумулироваться от Солнца, если не будет растительных клеток с хлоропластами.

    Благодаря разделению клеточных функций в многоклеточных телах (организмах) живые системы смогли приспосабливаться к разным условиям существования и средам обитания. В результате возникали новые систематические категории – виды, роды, классы. Таким образом, шло длительное усложнение их организационного строения

    После установления единого плана строения клеточных структур у всего живого возникли предпосылки единого происхождения живых организмов на Земле.

    Данные предпосылки были доказаны многочисленными открытиями в области палеонтологии, эмбриологии и других областях биологии.

    Так, возникло представление не только о едином плане строения живых организмов, но и доказательство единства происхождения органического мира.

    Смотри также:

    Клеточная теория: суть, положения и роль в изучении живых организмов

    Клеточная теория – один из основных принципов биологии. Первыми эту теорию сформулировали немецкие ученые Теодор Шванн, Маттиас Шлейден и Рудольф Вирхов.

    Суть клеточной теория заключаться в следующих пунктах:

    • Все живые организмы состоят из клеток. Они могут быть одноклеточными или многоклеточными.
    • Клетки является основной единицей жизни.
    • Клетки возникают из ранее существовавших клеток. (Они не происходят от спонтанной генерации).

    Современная версия клеточной теория включает следующие основные положения:

    • Поток энергии происходит внутри клеток.
    • Информация о наследовании (ДНК) передается от клетки к клетке.
    • Все клетки имеют один и тот же основной химический состав.

    В дополнение к теории клеток теория генов, эволюция, гомеостаз и законы термодинамики составляют главные принципы, лежащие в основе изучения жизни.

    Основы клеток

    Все организмы в царствах жизни состоят и зависят от нормальной работы клеток. Однако не все клетки одинаковы. Существует два основных типа клеток: эукариотические и прокариотические клетки. Примеры эукариотических клеток включают клетки животных, растений и грибов. Прокариотические клетки включают бактерии и археи.

    Клетки содержат органеллы или крошечные клеточные структуры, которые выполняют определенные функции, необходимые для нормальной работы клеток. Они также содержат ДНК (дезоксирибонуклеиновую кислоту) и РНК (рибонуклеиновую кислоту), генетическую информацию, необходимую для координации клеточной активности.

    Воспроизведение клеток

    Эукариотические клетки растут и размножаются через сложную последовательность событий, называемую клеточным циклом. В конце цикла, клетки разделяются через процессы митоза или мейоза. Соматические клетки реплицируются через митоз, а половые клетки размножаются через мейоз. Прокариотические клетки обычно размножаются бесполым путем, называемым бинарным делением.

    Высшие организмы также способны к бесполому размножению. Растения, водоросли и грибы воспроизводятся путем образования репродуктивных клеток, называемых спорами. Животные организмы могут размножаться бесполыми путем через такие процессы, как почкование, фрагментация, регенерация и партеногенез.

    Клеточные процессы:

    Клеточное дыхание и фотосинтез

    Клетки выполняют ряд важных процессов, необходимых для выживания организма. Клетки подвергаются сложному процессу клеточного дыхания, чтобы получить энергию, накопленную из потребляемых питательных веществах.

    Фотосинтетические организмы, включая растения, водоросли и цианобактерии, способны к процессу фотосинтеза. При фотосинтезе световая энергия солнца превращается в глюкозу.

    Глюкоза – это источник энергии, используемый фотосинтезирующими организмами и другими организмами, которые ими питаются.

    Эндоцитоз и экзоцитоз

    Клетки также выполняют активные транспортные процессы эндоцитоза и экзоцитоз. Эндоцитоз – это процесс интернализации и переваривания веществ, таких как макрофаги и бактерии. Переваренные вещества высвобождаются через экзоцитоз. Эти процессы также позволяют перемещать молекулы между клетками.

    Перемещение клеток

    Перемещение клеток – это процесс, жизненно важный для развития тканей и органов. Движение клеток также требуется для митоза и цитокинеза. Передвижение клеток возможно благодаря взаимодействию между моторными белками и микротрубочками цитоскелета.

    Репликация ДНК и синтез белка

    Клеточный процесс репликации ДНК является важной функцией, которая необходима для нескольких процессов, включая синтез хромосом и деление клеток. Транскрипция ДНК и трансляция РНК делают возможным процесс синтеза белка.

    Не все нашли? Используйте поиск по сайту ↓

    Клеточная теория

    Клеточная теория — это фундаментальное обобщение биологии, которое определяет взаимосвязь всех проявлений жизни на Земле с клеткой, характеризует клетку одновременно как целостную самостоятельную живую систему и как составную часть многоклеточных организмов растений и животных.

    Общие сведения

    Клеточная теория — основополагающая для общей биологии теория, сформулированная в середине XIX века, предоставила базу для понимания закономерностей живого мира и для развития эволюционного учения.

    Маттиас Шлейден и Шванн сформулировали клеточную теорию, основываясь на множестве исследований клетки (1838).

    Вирхов позднее (1858) дополнил ее важнейшим положением (любая клетка происходит из клетки).

    Шлейден и Шванн, обобщив имеющиеся знания о клетке, доказали, что клетка является основной единицей любого организма. Клетки животных, растений и бактерии имеют сходное строение. Позже эти выводы стали основой для доказательства единства организмов. Т. Шванн и М. Шлейден ввели в науку основополагающее представление о клетках: вне клеток нет жизни.

    Дополнительные положения клеточной теории

    История

    XVII века

    1665 — английский физик Р. Гук в работе «микрография» описывает строение пробки, на тонких срезах которого он нашел правильно расположены пустоты. Эти пустоты Гук назвал «ячейками, или клетками». Наличие такой структуры было известно ему и в некоторых других частях растений.

    1670-е годы — итальянский медик и натуралист М. Мальпиги и английский натуралист Н. Грю описали в различных органах растений «мешочки, или пузырьки» и показали широкое распространение в растений клеточного строения. Клетки изображал на своих рисунках голландский микроскопистов А. Левенгук. Он же первым открыл мир одноклеточных организмов — описал бактерий и простейших (инфузорий).

    Исследователи XVII века, показали распространенность «клеточного строения» растений, не оценили значение открытия клетки. Они представляли клетки как пустоты в непрерывной массе растительных тканей.

    Грю рассматривал стенки клеток как волокна, поэтому он ввел термин «ткань», по аналогии с текстильной тканью.

    Исследование микроскопического строения органов животных носили случайный характер и не дали каких-либо знаний об их клеточное строение.

    XIX века

    В первой четверти XIX века происходит значительное углубление представлений о клеточном строении растений, что связано с существенными улучшениями в конструкции микроскопа (в частности, созданием ахроматических линз).

    Ссылка и Молднхоуер устанавливают наличие в растительных клеток самостоятельных стенок. Выясняется, что клетка является определенной морфологически обособленной структурой. В 1831 году Моль доказывает, что даже такие, казалось бы, неклеточных структуры растений, как водоносные трубки, развиваются из клеток.

    Мейен в «фитотомию» (1830) описывает растительные клетки, которые “бывают или одиночными, так что каждая клетка представляет собой особый индивид, как это встречается у водорослей и грибов, или же, образуя более высоко организованные растения, они соединяются в более и менее значительные массы “. Мейен подчеркивает самостоятельность обмена веществ каждой клетки.

    В 1831 году Роберт Броун описывает ядро ​​и высказывает предположение, что оно является постоянной составной частью растительной клетки.

    Школа Пуркинье

    В 1801 году Вигиа ввел понятие о тканях животных, однако он выделял ткани на основании анатомического препарирования и не применял микроскопа. Развитие представлений о микроскопическом строении тканей животных связан прежде всего с исследованиями Пуркинье, основавший в Бреславле свою школу.

    Пуркинье и его ученики (особенно следует выделить Г. Валентина) описали в первом и самом общем виде микроскопическое строение тканей и органов млекопитающих (в том числе и человека).

    Пуркинье и Валентин сравнивали отдельные клетки растений с микроскопическими тканевыми структурами животных, Пуркинье чаще называл «зернышками» (для некоторых животных структур в его школе применялся термин «клетка»).

    В 1837 г.. Пуркинье выступил в Праге с серией докладов. В них он сообщил о своих наблюдениях над строением желудочных желез, нервной системы и т. Д. В таблице, прилагаемой к его докладе, были приведены четкие изображения некоторых клеток тканей животных. Тем не менее установить гомологи клеток растений и животных клеток Пуркинье не смог:

    • Во-первых, под зернышками он понимал то клетки, то клеточные ядра;
    • Во-вторых, термин «клетка» тогда понимал буквально как «пространство, ограниченное стенками».

    Сопоставление клеток растений и «зернышек» животных Пуркинье вел в плане аналогии, а не гомологии этих структур (понимая термины «аналогия» и «гомология» в современном понимании).

    Школа Мюллера и работа Шванном

    Второй школой, где изучали микроскопическое строение животных тканей, была лаборатория Иоганнеса Мюллера в Берлине. Мюллер изучал микроскопическое строение спинной струны (хорды) его ученик Фридрих Генле опубликовал исследование о кишечный эпителий, в котором дал описание различных его видов и их клеточного строения.

    Здесь были выполнены классические исследования Шванн, которые заложили основу клеточной теории. На работу Шванном значительно повлияла школа Пуркинье и Генле.

    Шванн нашел правильный принцип сравнения клеток растений и элементарных микроскопических структур животных.

    Он смог установить гомологи и доказать соответствие в строении и росте элементарных микроскопических структур растений и животных.

    На значение ядра в клетке Шванном натолкнули исследования Матиаса Шлейдена, у которого в 1838 году вышла работа «Материалы по фитогенезу». Поэтому Шлейдена часто называют соавтором клеточной теории.

    Основная идея клеточной теории — соответствие клеток растений и элементарных структур животных — была чужда Шлейдена.

    Он сформулировал теорию новообразования клеток с бесструктурной вещества, согласно которой сначала с мелкой зернистости конденсируется ядрышко, вокруг него образуется ядро, которое является образователями клетки (цитобластом). Однако эта теория опиралась на неверные факты.

    В 1838 году Шванн публикует 3 предыдущих сообщения, а в 1839 году появляется его классическое произведение «Микроскопические исследования о соответствии в структуре и росте животных и растений», в самом названии которого выражена основная мысль клеточной теории:

    • В первой части книги он рассматривает строение хорды и хряща, показывая, что их элементарные структуры — клетки развиваются одинаково. Далее он доказывает, что микроскопические структуры других тканей и органов животного организма — это тоже клетки, вполне сопоставимы с клетками хряща и хорды.
    • Во второй части книги сравниваются клетки растений и клетки животных и показывается их соответствие.
    • В третьей части развиваются теоретические положения и формулируются принципы клеточной теории. Именно исследования Шванном оформили клеточную теорию и доказали (на уровне знаний того времени) единство элементарной структуры животных и растений. Главной ошибкой Шванном была высказана им, вслед за Шлейденом, мысль о возможности возникновения клеток с бесструктурной неклеточного вещества.

    Развитие клеточной теории во второй половине XIX века

    С 1840-х годов учение о клетке оказывается в центре внимания всей биологии и бурно развивается, превратившись в самостоятельную отрасль науки — цитологию.

    Для дальнейшего развития клеточной теории существенное значение имело ее распространение на простейших, которые были признаны свободно живущими клетками (Сибольд, 1848).

    В это время меняется представление о составе клетки. Выясняется второстепенное значение клеточной оболочки, которая ранее признавалась существенной частью клетки, и выдвигается на первый план значение протоплазмы (цитоплазмы) и ядра клеток (Моль, Кон, Л. С. Ценковский, Лейдиг, Цезарь), что нашло свое выражение в определении клетки, данном М. Шульце в 1861 г .:

    « Клетка — это комочек протоплазмы с ядром. »

    В 1861 году Брюкке выдвигает теорию о сложном строении клетки, которую он определяет как «элементарный организм», выясняет дальше развитую Шлейденом и Шванном теорию клитиноутворення с бесструктурной вещества (цитобластемы).

    Выявлено, что способом образования новых клеток является клеточное деление, которое впервые было изучено на нитчатых водорослях. В опровержение теории цитобластемы на ботаническом материале большую роль сыграли исследования Негели и М.

    И. Желе.

    Разделение тканевых клеток у животных было открыто в 1841 г.. Ремарком. Выяснилось, что дробление бластомеров собой серию последовательных делений (Биштюф, Н. А. Келликер). Идея об общем распространения клеточного деления как способа образования новых клеток закрепляется Р.Вирхова в виде афоризма:

    «Omnis cellula ex cellula». Каждая клетка из клетки.

    В развитии клеточной теории в XIX веке остро стоят противоречия, отражающие двойственный характер учения о клетке, что развивалось в рамках механистического представления о природе. Уже в Шванном встречается попытка рассматривать организм как сумму клеток. Эта тенденция получает особое развитие в «целлюлярной патологии» Вирхова (1858).

    Работы Вирхова оказали неоднозначное влияние на развитие учения о клетке:

    • Клеточная теория распространялась им на область патологии, способствовало признанию универсальности учения о клетке. Труда Вирхова закрепили отказ от теории цитобластемы Шлейдена и Шванном, привлекли внимание к протоплазмы и ядра, признанными существенными частями клетки.
    • Вирхов направил развитие клеточной теории путем чисто механистического трактовки организма.
    • Вирхов сводил клетки в степень самостоятельных существ, в результате чего организм рассматривался не как целое, а просто как сумма клеток.

    XX века

    Клеточная теория со второй половины XIX века приобретала все более метафизический характер, усиленный «целлюлярного физиологией» Ферворна, что рассматривал любой физиологический процесс, протекающий в организме, как простую сумму физиологических проявлений отдельных клеток.

    В завершение этой линии развития клеточной теории появилась Механистическая теория «клеточной государства», сторонником которой выступал в том числе и Геккель. Согласно данной теории организм сравнивается с государством, а его клетки — с гражданами.

    Подобная теория противоречила принципу целостности организма.

    Механистический направление в развитии клеточной теории подвергся острой критике. В 1860 году с критикой представлений Вирхова о клетке выступил И. М. Сеченов.

    Позже клеточная теория испытывала критических оценок со стороны других авторов. Наиболее серьезные и принципиальные возражения были сделаны Гертвигом, А. Г. Гурвич (1904), М. Гейденгайном (1907), Добелла (1911).

    С большой критикой учения о клетке выступил чешский гистолог Студничка (1929, 1934).

    В 1950-е советский биолог О.Б.Лепешинская, основываясь на данных своих исследований, выяснили «новую клеточную теорию» в противовес «вирховианстве».

    В ее основу было положено представление, что в онтогенезе клетки могут развиваться по какой неклеточного живого вещества. Критическая проверка фактов, положенных О. Б.

    Лепешинской и ее сторонниками в основу выдвинутой ею теории, не подтвердила данных о развитии клеточных ядер по безъядерной «живого вещества».

    Современная клеточная теория

    Современная клеточная теория исходит из того, что клетка является главной формой существования жизни, присуща всем живым организмам, кроме вирусов. Совершенствование клеточной структуры было главным направлением эволюционного развития как у растений, так и у животных, и клеточное строение прочно удержалась в большинстве современных организмов.

    Вместе с тем должны быть подвергнуты переоценке догматические и методологически неправильные положения клеточной теории:

    • Клеточная структура является главной, но не единственной формой существования жизни. Неклеточный формой жизни можно считать вирусы. Правда, признаки живого (обмен веществ, способность к размножению и т.д.) они проявляют только внутри клеток, вне клеток вирус является сложной химическим веществом.
    • Выяснилось, что существует два типа клеток — прокариотические (клетки бактерий и архей), не имеющих очищенного мембранами ядра, и эукариотические (клетки растений, животных, грибов и простейших), имеющих ядро, окруженное двойной мембраной с ядерными порами. Между клетками прокариот и эукариот существует много других различий. В большинстве прокариот нет внутренних мембранных органоидов (органелл), а в большинстве эукариот являются митохондрии и хлоропласты. Согласно симбиогенез, эти полуавтономные органеллы — потомки бактериальных клеток. Таким образом, эукариотической клетки — система более высокого уровня организации, она не может считаться вполне гомологичной клетке бактерий (клетка бактерий гомологична митохондрии клетки человека). Гомология всех клеток, таким образом, сводится к наличию в них замкнутой внешней мембраны из двойного слоя фосфолипидов (в архей она имеет другой химический состав, чем у остальных групп организмов), рибосом и хромосом — наследственного материала в виде молекул ДНК, образующих комплекс с белками. Это, конечно, не отменяет общего происхождения всех клеток, что подтверждается общностью их химического состава.
    • Клеточная теория рассматривала организм как сумму клеток, а черты организма открывала в сумме рис составляющих его клеток. Этим игнорировалась целостность организма, закономерности функционирования целого заменялись суммой функ частей.
    • Догматическая клеточная теория игнорировала специфичность неклеточных структур в организме или даже признавала их, как это делал Вирхов, неживыми. На самом деле, в организме кроме клеток есть многоядерные надклеточном структуры (синцитии, симпласты). Установить специфичность их функционирования и значение для организма является одной из задач современной цитологии.

    Целостность организма есть результат природных взаимосвязей.

    Клетки многоклеточного организма не является индивидуумами, способными существовать самостоятельно (так называемые культуры клеток вне организма представляют собой искусственно создаваемые биологические системы).

    К самостоятельному существованию способны, как правило, только те клетки многоклеточных организмов, которые дают начало новым особям (гаметы, зиготы, или споры) и могут рассматриваться как отдельные организмы.

    Очищенная от механицизма и дополнена новыми данными клеточная теория остается одним из важнейших биологических обобщений.

    Тест ЕГЭ Биология 11 класс Бесплатно Клеточная теория. Макро и микроэлементы клетки

    Клеточная теория способствовала пониманию того, что клетка является самой мельчайшей единицей жизни, которой присущи все признаки живого (размножение, обмен веществ, дыхание и др.).

    До изобретения микроскопа люди не знали о существовании клеток.

    Прибор для изучения микромира,микроскоп. был изобретен приблизительно в 1590 году голландскими механиками Гансом и Захарием Янсенами.

    На основе это этого микроскопа был создан сложный микроскоп Корнелиусом Дреббелем (1572–1634).

    В 1665 году английский ученый-физик Роберт Гук (1635–1703) усовершенствовал микроскоп и технологию изготовления линз. Желая убедиться в улучшении качества изображения, он рассматривал под ним срезы пробкового дерева, древесного угля и срезы живых растений.

    • На срезах растений он обнаружил мельчайшие поры, которые были похожи на пчелиные соты, и назвал их клетками.
    • Во второй половине XVII века появились работы виднейших микроскопистов Марчелло Мальпиги (1628–1694) и Неемии Грю (1641–1712), также обнаруживших ячеистое (клеточное) строение многих растений.
    • Антони ван Левенгук самостоятельно разработал конструкцию микроскопа, принципиально отличавшуюся от уже существующей, и усовершенствовал технологию изготовления линз, которые достигали большего увеличения, что позволило открыть одноклеточных животных (инфузорий), а также бактерии и дрожжи.
    • В клетках растений обнаружил ядра, хлоропласты, утолщения клеточных стенок.
    • Описал и зарисовал почкование гидр.
    • Гуго фон Моль различил в клетках растений живое вещество и водянистую жидкость (клеточный сок), обнаружил поры.
    • Английский ботаник Роберт Броун (1773–1858) в 1831 году открыл ядро в клетках орхидей, затем оно было обнаружено во всех растительных клетках.
    • Матиас Шлейден (1804–1881) изучал развитие и дифференциацию разнообразных клеточных структур высших растений, рассмотрел в ядрах клеток чешуи лука округлые тельца-ядрышки (1842).
    • В 1827 году русский ученый-эмбриолог Карл Бэр обнаружил яйцеклетки человека и других млекопитающих и доказал формирование многоклеточного животного организма из единственной клетки- оплодотворенной яйцеклетки, а также сходство стадий зародышевого развития многоклеточных животных, которое наводило на мысль о единстве их происхождения.
    • Все научные открытия, которые были накоплены к середине XIX века, требовали обобщения, в результате и появилась клеточная теория.

    В 1880 г. Уолтер Флемминг описал хромосомы и процессы, происходящие при митозе.

    С 1903 г. стала развиваться генетика.

    Начиная с 1930 г. стала бурно развиваться электронная микроскопия, что позволило ученым изучать тончайшее строение клеточных структур.

    XX век стал веком расцвета биологии и таких наук, как цитология, генетика, эмбриология, биохимия, биофизика.

    Без создания клеточной теории это развитие было бы невозможным.

    Ссылка на основную публикацию